1. Innledning
I kommunikasjonskabelen vil ledere produsere en hudeffekt ved overføring av høyfrekvente signaler, og med økende frekvens på det overførte signalet blir hudeffekten mer og mer alvorlig. Den såkalte hudeffekten refererer til overføring av signaler langs den ytre overflaten av den indre lederen og den indre overflaten av den ytre lederen i en koaksialkabel når frekvensen på det overførte signalet når flere kilohertz eller titusenvis av hertz.
Spesielt med den økende internasjonale kobberprisen og stadig knappere kobberressurser i naturen, har bruken av kobberkledd stål eller kobberkledd aluminiumstråd for å erstatte kobberledere blitt en viktig oppgave for lednings- og kabelproduksjonsindustrien, men også for å fremme den ved bruk av et stort markedsområde.
Men på grunn av forbehandling, forbelegging av nikkel og andre prosesser, samt påvirkningen fra belegningsløsningen, kan det lett oppstå følgende problemer og defekter når tråden blir svart, forbeleggingen er dårlig, og hovedbelegningslaget faller av huden, noe som resulterer i produksjon av trådavfall og materialsvinn, slik at produksjonskostnadene for produktet øker. Derfor er det ekstremt viktig å sikre kvaliteten på belegget. Denne artikkelen drøfter hovedsakelig prosessprinsippene og prosedyrene for produksjon av kobberbelagt ståltråd ved galvanisering, samt vanlige årsaker til kvalitetsproblemer og løsninger. 1. Prosessen med belegning av kobberbelagt ståltråd og dens årsaker
1. 1 Forbehandling av ledningen
Først senkes tråden ned i en alkalisk beiseløsning, og en viss spenning påføres tråden (anoden) og platen (katoden). Anoden utfeller en stor mengde oksygen. Hovedrollen til disse gassene er: For det første spiller kraftige bobler på overflaten av ståltråden og dens nærliggende elektrolytt en mekanisk agitasjons- og strippeeffekt, og fremmer dermed fjerning av olje fra overflaten av ståltråden og akselererer forsåpnings- og emulgeringsprosessen av olje og fett. For det andre, på grunn av de små boblene som er festet til grensesnittet mellom metallet og løsningen, vil boblene og ståltråden holde seg til ståltråden med mye olje på overflaten av løsningen når boblene og ståltråden er ute. Derfor vil boblene føre til at mye olje fester seg til ståltråden til overflaten av løsningen, og dermed fremme fjerning av olje. Samtidig er det ikke lett å forårsake hydrogenforsprøhet i anoden, slik at man kan oppnå en god beleggning.
1. 2 Plettering av ledningen
Først forbehandles og forbelegges tråden med nikkel ved å senke den ned i plateringsløsningen og påføre en viss spenning på tråden (katoden) og kobberplaten (anoden). Ved anoden mister kobberplaten elektroner og danner frie toverdige kobberioner i det elektrolytiske (platerings-) badet:
Cu – 2e→Cu2+
Ved katoden blir ståltråden elektrolytisk reelektronisert, og de toverdige kobberionene avsettes på tråden for å danne en kobberkledd ståltråd:
Cu2 + + 2e → Cu
Cu2 + + e→ Cu +
Cu + + e → Cu
2H + + 2e → H2
Når mengden syre i platingløsningen er utilstrekkelig, hydrolyseres kobber(I)sulfat lett for å danne kobber(I)oksid. Kobber(I)oksidet fanges i platinglaget, noe som gjør det løst. Cu2SO4 + H2O [Cu2O + H2SO4
I. Viktige komponenter
Utendørs optiske kabler består vanligvis av bare fibre, løse rør, vannblokkerende materialer, forsterkningselementer og ytre kappe. De finnes i forskjellige strukturer, som sentral rørdesign, lagdelt trådstruktur og skjelettstruktur.
Bare fibre refererer til originale optiske fibre med en diameter på 250 mikrometer. De inkluderer vanligvis kjernelaget, kledningslaget og beleggslaget. Ulike typer bare fibre har forskjellige kjernelagstørrelser. For eksempel er single-mode OS2-fibre vanligvis 9 mikrometer, mens multimode OM2/OM3/OM4/OM5-fibre er 50 mikrometer, og multimode OM1-fibre er 62,5 mikrometer. Bare fibre er ofte fargekodet for å skille mellom flerkjernefibre.
Løse rør er vanligvis laget av høyfast teknisk plast PBT og brukes til å romme de bare fibrene. De gir beskyttelse og er fylt med vannblokkerende gel for å forhindre vanninntrengning som kan skade fibrene. Gelen fungerer også som en buffer for å forhindre fiberskade fra støt. Produksjonsprosessen for løse rør er avgjørende for å sikre fiberens overflødige lengde.
Vannblokkerende materialer inkluderer vannblokkerende fett for kabel, vannblokkerende garn eller vannblokkerende pulver. For å forbedre kabelens generelle vannblokkerende evne ytterligere, er den vanlige tilnærmingen å bruke vannblokkerende fett.
Forsterkningselementer finnes i metalliske og ikke-metalliske typer. Metalliske elementer er ofte laget av fosfaterte ståltråder, aluminiumsbånd eller stålbånd. Ikke-metalliske elementer er primært laget av FRP-materialer. Uansett hvilket materiale som brukes, må disse elementene gi den nødvendige mekaniske styrken for å oppfylle standardkrav, inkludert motstand mot spenning, bøying, støt og vridning.
Ytterkapper bør ta hensyn til bruksmiljøet, inkludert vanntetthet, UV-motstand og værbestandighet. Derfor brukes svart PE-materiale ofte, ettersom dets utmerkede fysiske og kjemiske egenskaper sikrer egnethet for utendørs installasjon.
2 Årsakene til kvalitetsproblemer i kobberpletteringsprosessen og løsningene på disse
2. 1 Innflytelsen av forbehandling av tråden på platinglaget Forbehandling av tråden er svært viktig i produksjonen av kobberbelagt ståltråd ved galvanisering. Hvis olje- og oksidfilmen på overflaten av tråden ikke fjernes fullstendig, blir det forbelagte nikkellaget ikke belagt godt, og bindingen er dårlig, noe som til slutt vil føre til at hovedkobberplatingslaget faller av. Det er derfor viktig å følge med på konsentrasjonen av alkaliske og beisevæsker, beise- og alkalistrømmen, og om pumpene er normale. Hvis ikke, må de repareres raskt. Vanlige kvalitetsproblemer ved forbehandling av ståltråd og løsninger på disse er vist i tabell.
2. 2 Stabiliteten til den forhåndsbelagte nikkelløsningen bestemmer direkte kvaliteten på det forhåndsbelagte laget og spiller en viktig rolle i neste trinn av kobberpletteringen. Derfor er det viktig å regelmessig analysere og justere sammensetningsforholdet til den forhåndsbelagte nikkelløsningen og å sikre at den forhåndsbelagte nikkelløsningen er ren og ikke forurenset.
2.3 Hovedpletteringsløsningens innflytelse på pletteringslaget Pletteringsløsningen inneholder kobbersulfat og svovelsyre som to komponenter, og forholdet mellom sammensetningen bestemmer direkte kvaliteten på pletteringslaget. Hvis konsentrasjonen av kobbersulfat er for høy, vil kobbersulfatkrystaller utfelles; hvis konsentrasjonen av kobbersulfat er for lav, vil tråden lett svi og pletteringseffektiviteten vil bli påvirket. Svovelsyre kan forbedre den elektriske ledningsevnen og strømeffektiviteten til pletteringsløsningen, redusere konsentrasjonen av kobberioner i pletteringsløsningen (samme ioneffekt), og dermed forbedre den katodiske polarisasjonen og dispersjonen av pletteringsløsningen, slik at strømtetthetsgrensen øker, og forhindre hydrolyse av kobber(I)sulfat i pletteringsløsningen til kobber(I)oksid og utfelling, noe som øker stabiliteten til pletteringsløsningen, men også reduserer den anodiske polarisasjonen, noe som bidrar til normal oppløsning av anoden. Det bør imidlertid bemerkes at et høyt svovelsyreinnhold vil redusere løseligheten til kobbersulfat. Når svovelsyreinnholdet i plateringsløsningen er utilstrekkelig, hydrolyseres kobbersulfat lett til kobber(I)oksid og fanges i platingslaget, fargen på laget blir mørk og løs. Når det er et overskudd av svovelsyre i platingløsningen og kobbersaltinnholdet er utilstrekkelig, vil hydrogenet delvis bli utladet i katoden, slik at overflaten av platingslaget ser flekkete ut. Fosforinnholdet i kobberplaten har også en viktig innvirkning på beleggets kvalitet. Fosforinnholdet bør kontrolleres i området 0,04 % til 0,07 %. Hvis det er mindre enn 0,02 %, er det vanskelig å danne en film som forhindrer produksjon av kobberioner, og dermed øker kobberpulveret i platingløsningen. Hvis fosforinnholdet er mer enn 0,1 %, vil det påvirke oppløsningen av kobberanoden, slik at innholdet av toverdige kobberioner i platingløsningen reduseres og det genereres mye anodeslam. I tillegg bør kobberplaten skylles regelmessig for å forhindre at anodeslammet forurenser platingløsningen og forårsaker ruhet og grader i platinglaget.
3 Konklusjon
Gjennom behandlingen av de ovennevnte aspektene er produktets vedheft og kontinuitet god, kvaliteten er stabil og ytelsen er utmerket. Imidlertid er det mange faktorer som påvirker kvaliteten på platingslaget i selve produksjonsprosessen. Når problemet er funnet, bør det analyseres og studeres i tide, og passende tiltak bør iverksettes for å løse det.
Publisert: 14. juni 2022